Vliv změny diety na mikrobiotu gibonů (Hylobates lar a Symphalangus syndactylus)

Bc. Lucie Bittnerová

Diplomová práce

Effect of diet change on gibbon microbiota (Hylobates lar and Symphalangus syndactylus)

Anotace:

Vhodné komponenty a složení diety gibonů jsou jedním ze základních předpokladů, jak pro správné složení a fungování jejich mikrobioty, tak zdraví jich samotných. Je známa souvislost mezi složením krmné dávky (KD) a druhovým a kvantitativním zastoupením bakterií v trávicím traktu. Střevní mikrobiota vykonává řadu metabolických a fyziologických aktivit, které jsou nápomocné k udržení zdraví hostitele. Degraduje složky potravy, chrání před patogeny, stimuluje a moduluje imunitní systém a zvyšuje odolnost vůči stresu. Složení diety gibonů chovaných v zajetí není shodné se složením diety ve volné přírodě. I přes velkou snahu co nejvíce napodobit přirozenou dietu, nesplňuje vždy KD vhodné živinové požadavky. Cílem práce bylo kultivačně stanovit a izolovat vybrané skupiny mikroorganismů (rod Bifidobacterium a Lactobacillus, druh Escherichia coli a koliformní bakterie) z fekálních vzorků před a po změně KD a vyhodnotit vliv změny složení KD na střevní mikrobiotu v podobě kvantitativního zastoupení vybraných skupin bakterií. Kultivační analýza byla provedena pomocí selektivních médií, a elektivního média pro kontrolní skupinu představující celkové počty anaerobních bakterií. K druhové identifikaci přítomných bakterií a ověření selektivity médií byla využita metoda MALDI-TOF MS. Sledováni byli 4 jedinci druhů gibon lar (Hylobates lar, 2 jedinci, samice a samec) a siamang (Symphalangus syndactylus, 2 jedinci, samci) držení v Zoo Olomouc. Výzkum probíhal od června do konce září 2019. Změna KD spočívala v nahrazení ovoce zeleninou. Změny v živinovém složení byly vyhodnoceny jako statisticky významné. Zvýšil se obsah celkové vlákniny, bílkovin a snížilo se množství sacharidů. Očekávalo se, že po změně diety se změní kvantitativní zastoupení laktobacilů, bifidobakterií, Escherichia coli a koliformních bakterií. Tato hypotéza však nebyla zcela potvrzena. I když, statistické analýzy nepotvrdily výrazné změny v kvantitativním zastoupení sledovaných skupin bakterií po změně diety, mírně se zvýšily detekované počty laktobacilů u obou druhů gibonů. Pouze u siamangů došlo k nárůstu počtů Escherichia coli, který byl statisticky významný. Detekované hodnoty kvantitativního zastoupení sledovaných mikrobiálních skupin byly však velmi variabilní, což mohlo být způsobeno zjištěnou nižší selektivitou použitých médií (zejména média pro bifidobakterie) a omezeným počtem testovaných vzorků. Bylo by vhodné provést další analýzy fekální mikrobioty pomocí molekulárně genetických metod. Nicméně, díky kultivačním analýzám se podařilo zjistit, že ve fekální mikrobiotě gibonů jsou v relativně vysokých počtech zastoupeny Lactobacillus murinus, L. reuteri a Corynebacterium vitaeruminis, které mají potenciál pozitivně působících komenzálů. Dále byly často detekovány klostridie s morfologií sarcin, které jsou považovány za oportunní patogeny a zde by bylo dobré jejich kvantitu eliminovat. Tudíž by bylo vhodné pro další studie obohatit KD o probiotické a prebiotické doplňky. Toto obohacení krmné dávky by mohlo vést k většímu posunu sledovaných skupin bakterií v mikrobiotě gibonů.

Abstract:

Appropriate components and composition of the diet of gibbons are one of the basic prerequisites, both for the proper composition and functioning of their microbiota and the health of themselves. The relationship between the composition of the feed ration (FR) and the species and quantitative representation of bacteria in the digestive tract is known. The intestinal microbiota performs several metabolic and physiological activities that help maintain the health of the host. It degrades food components, protects against pathogens, stimulates and modulates the immune system and increases resistance to stress. The composition of the diet of captive-bred gibbons isn’t the same as the composition of the diet in the wild. Despite a great effort to imitate the natural diet as much as possible, FR doesn’t always meet the appropriate nutrient requirements. The aim of the work was to determine and isolate selected groups of microorganisms (genus Bifidobacterium and Lactobacillus, species Escherichia coli and coliform bacteria) from fecal samples before and after changing the FR and evaluate the effect of changes in FR composition on intestinal microbiota in the form of quantitative groups of selected groups of bacteria. Culture analysis was performed using selective media, and elective medium for a control group representing the total numbers of anaerobic bacteria. The MALDI-TOF MS method was used to species identify the bacteria present and to verify the selectivity of the media. Four individuals of the species gibbon lar (Hylobates lar, 2 individuals, female and male) and siamang (Symphalangus syndactylus, 2 individuals, males) kept at the Olomouc Zoo were monitored. The research took place from June to the end of September 2019. The change in FR consisted in replacing fruit with vegetables. Changes in nutrient composition were evaluated as statistically significant. The content of total fiber and protein increased, and the amount of carbohydrates decreased. It was expected that the quantitative proportions of lactobacilli, bifidobacteria, Escherichia coli and coliform bacteria would change after a change in diet. However, this hypothesis hasn’t been fully confirmed. Although statistical analyzes didn’t confirm significant changes in the quantitative representation of the observed groups of bacteria after a change in diet, the detected numbers of lactobacilli in both species of gibbons increased slightly. Only in siamangs did there be an increase in Escherichia coli numbers, which was statistically significant. However, the detected values of the quantitative representation of the monitored microbial groups were very variable, which could be due to the observed lower selectivity of the used media (especially media for bifidobacteria) and the limited number of tested samples. It would be appropriate to perform further analyzes of fecal microbiota using molecular genetic methods. However, culture analyzes have shown that relatively high numbers of Lactobacillus murinus, L. reuteri and Corynebacterium vitaeruminis, which have the potential for positive commensals, are present in relatively high numbers in the fecal microbiota of gibbons. Furthermore, clostridia with sarcin morphology were often detected, which are opportunistic pathogens, and here it would be good to eliminate their quantity. Therefore, it would be appropriate to enrich FR with probiotic and prebiotic supplements for further studies. This enrichment of the feed ration could lead to a greater shift of the observed groups of bacteria in the microbiota of gibbons.

Klíčová slova

kultivace, probiotika, Hylobatidae, dieta, vláknina, mikrobiota

Keywords

microbiota, cultivation, diet, fiber, probiotics, Hylobatidae

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 26. 4. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. Ing. Věra Neužil Bunešová, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Magisterský studijní program / obor:
Zootechnika / Výživa zvířat a dietetika